王 強(qiáng)
(甘肅省水利水電工程局有限責(zé)任公司, 甘肅 蘭州 730000)
青海省引大濟(jì)湟工程三分干第2標(biāo)段,全長(zhǎng)34147.04米,隧洞17條總長(zhǎng)32173.55米,隧洞成型斷面呈城門(mén)洞型,凈寬為2.1m,凈高為2.3m,設(shè)計(jì)流量3.63m3/s,比降為1/1200,隧洞灌漿工程為關(guān)鍵部位施工。
水工隧洞圖
水工隧洞灌漿基礎(chǔ)防滲處理技術(shù),主要是利用水和水泥拌制水泥漿,用高壓注漿機(jī)注入到預(yù)先鉆設(shè)的灌漿孔中,對(duì)于結(jié)構(gòu)存在的縫隙起到填補(bǔ)作用,可以發(fā)揮出防滲作用。利用水工隧洞灌漿基礎(chǔ)防滲處理技術(shù)可以避免水工隧洞發(fā)生滲流和滲漏,在隧洞中的預(yù)留孔洞注入砂漿,可以加固隧洞,降低滲漏問(wèn)題的發(fā)生[1]。
在隧洞同一部位利用多種灌漿方式,首先進(jìn)行較低壓力的灌漿,隨后進(jìn)行較高壓力的灌漿。在混凝土襯砌階段進(jìn)行灌漿工作,首先實(shí)施回填灌漿,隨后開(kāi)始圍巖固結(jié)灌漿。如果這一部位存在帷幕灌漿和高壓固結(jié)灌漿,首先開(kāi)展回填灌漿和圍巖固結(jié)灌漿,隨后進(jìn)行帷幕灌漿和高壓固結(jié)灌漿。如果防滲帷幕包括兩層,首先進(jìn)行水平帷幕灌漿,隨后再進(jìn)行垂直帷幕灌漿。如果施工單位沒(méi)有遵守正確的施工順序,將會(huì)影響到施工質(zhì)量的有序性,導(dǎo)致隧洞襯砌部位發(fā)生開(kāi)裂問(wèn)題。在混凝土襯砌和圍巖之間進(jìn)行回填灌漿工作,當(dāng)襯砌混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%之后再進(jìn)行回填灌漿。如果工程工期比較緊張,可以將早強(qiáng)劑加入到襯砌混凝土中,可以提高早期強(qiáng)度?;炷翜囟茸兊梅€(wěn)定之后,并且體積完成收縮之后,進(jìn)行接觸灌漿施工,要在襯砌混凝土澆筑之后的60d之后進(jìn)行接觸灌漿施工[2]。
3.2.1 布置風(fēng)管、水管、電纜
在隧洞側(cè)壁上架設(shè)供風(fēng)管和供水管,在隧洞照明階段利用安全電壓,在隧洞頂拱上架設(shè)電線(xiàn)。在隧洞施工階段,需要保障通訊效果。在電話(huà)線(xiàn)鋪設(shè)階段,需要在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置電話(huà)網(wǎng),最好要連接后方辦公系統(tǒng)。
3.2.2 保持通風(fēng)
水工隧洞灌漿基礎(chǔ)防滲處理階段很少產(chǎn)生廢氣,在實(shí)際施工中優(yōu)化通風(fēng)效果,即可滿(mǎn)足施工要求,如果要求在隧洞中設(shè)置水泥漿攪拌站,在化學(xué)灌漿階段需要利用專(zhuān)業(yè)的通風(fēng)措施。在相鄰工作面開(kāi)挖和澆筑混凝土的過(guò)程中,要注意廢氣污染[3]。
3.2.3 排除污水和泥漿等
在水工隧洞灌漿基礎(chǔ)防滲處理中很容易產(chǎn)生污水和泥漿等,因此需要落實(shí)排水清污措施,盡量分離渣水,排泄污水需要利用地形優(yōu)勢(shì)實(shí)施自流,否則可以利用排水溝向集水井中引流,最后通過(guò)污水泵向洞外沉淀池排出。
4.1.1 設(shè)備準(zhǔn)備
為了提高水工隧洞灌漿基礎(chǔ)防滲處理技術(shù)水平,施工單位需要充分準(zhǔn)備相關(guān)工作。因?yàn)樵谒に矶垂酀{基礎(chǔ)防滲處理過(guò)程中需要利用地質(zhì)鉆機(jī)和潛孔鉆機(jī)等設(shè)備,同時(shí)還需要利用泥漿泵和潛水泵等抽排水設(shè)施,此外還需要利用運(yùn)輸車(chē)輛。
4.1.2 驗(yàn)證儀器
在實(shí)際施工之前,施工單位需要全面驗(yàn)證需要利用的儀器,嚴(yán)格控制垂直誤差在0.2%以?xún)?nèi),同時(shí)需要配合利用水平尺、經(jīng)緯儀和鉆桿垂直。
4.1.3 配制水泥漿
為了提高水泥漿性能,在施工中可以選用抗硫酸水泥。利用高速攪拌機(jī)攪拌水泥漿,控制高速攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速在1400r/min以?xún)?nèi)。通過(guò)試驗(yàn)確定水泥漿的濃度,同時(shí)需要計(jì)算各級(jí)水泥漿的配比量,在加入水泥的過(guò)程中要用袋裝水泥或定量水泥,保證水泥實(shí)際使用量滿(mǎn)足工程標(biāo)準(zhǔn)。配置水泥漿的過(guò)程中需要嚴(yán)格控制用水量,結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)際情況調(diào)整水和水泥的比重量,滿(mǎn)足水利工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[4]。
在施工中,水工隧洞灌漿基礎(chǔ)防滲處理技術(shù)比較特殊,在實(shí)際施工中先回填灌漿,再固結(jié)灌漿,回填灌漿在頂拱混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以上后進(jìn)行,施工中需要隨時(shí)檢查施工質(zhì)量,并做好灌漿記錄。
4.2.1 鉆頭
在隧洞灌漿階段,需要結(jié)合施工技術(shù)設(shè)計(jì)要求合理選擇鉆頭。如果孔徑在40mm左右,需要選用B100潛孔鉆和手風(fēng)鉆,鉆孔直徑選擇為38mm,如果孔徑范圍在75~110mm,可以選擇2PC型地質(zhì)鉆機(jī),選擇的鉆頭直徑為80mm。
4.2.2 垂直度
進(jìn)行防滲處理技術(shù)之前,施工單位需要提前校正檢查,在這一工作環(huán)節(jié)中需要利用水平尺和經(jīng)緯儀等測(cè)量?jī)x器,同時(shí)需要控制垂直鉆桿的垂直度誤差。
4.2.3 回填灌漿
需要保障回填灌漿施工的層次性,按照由下到上的順序開(kāi)展施工,在同排實(shí)施多序施工。在表孔洞頂頂拱120°范圍內(nèi)設(shè)置灌漿孔,控制孔之間的距離為4.0m,梅花形布置,鉆孔深度鉆透初期支護(hù)進(jìn)入圍巖10cm,并側(cè)記混凝土厚度和混凝土與圍巖之間的空腔尺寸。
回填灌漿工藝流程圖
在表孔洞拱形部位設(shè)置灌漿內(nèi)孔,控制孔間距在4m以?xún)?nèi),同時(shí)需要控制孔深在1m,利用梅花形布置孔。水工隧洞灌漿基礎(chǔ)防滲處理技術(shù)的難點(diǎn)是固結(jié)灌漿施工,在實(shí)際施工中根據(jù)由下到上的順序開(kāi)展施工。
為了提高水工隧洞灌漿基礎(chǔ)防滲處理質(zhì)量,需要嚴(yán)格控制施工質(zhì)量,一個(gè)施工環(huán)節(jié)發(fā)生問(wèn)題,將會(huì)影響施工整體,可能還會(huì)增加工程施工隱患,施工中需要明確施工質(zhì)量控制要點(diǎn)。在實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展抽檢,如果水泥出現(xiàn)受潮結(jié)塊的問(wèn)題,將會(huì)降低整體性能,施工中不能繼續(xù)利用這種材料。在漿液抽檢階段,工作人員需要利用液體密度計(jì)進(jìn)行測(cè)量工作,在實(shí)際施工中避免利用不符合標(biāo)準(zhǔn)水泥漿[5]。
在灌漿過(guò)程中需要利用孔口循環(huán)和孔內(nèi)純壓式方法,要保證一次性灌漿,在水泥漿傳輸過(guò)程中需要利用泥漿泵灌漿機(jī)。為了避免堵塞擠壓機(jī)械,灌漿管可以選擇高壓鋼編管。按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和施工規(guī)范,控制灌漿壓力,回填灌漿壓力在0.3~0.4Mpa范圍內(nèi),固結(jié)灌漿壓力在0.3~0.5Mpa范圍內(nèi)。
根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)控制回填灌漿,控制吸漿量在0.4L/min范圍內(nèi),控制吸漿時(shí)間在30min以上。完成注漿工作之后,需要及時(shí)封堵灌漿孔。在巖基部分封孔,利用壓力灌漿封孔法,要注意封孔和灌漿壓力的一致性。在封孔階段,需要在灌漿孔孔底以上0.5m的部位送入導(dǎo)管,利用泥漿泵注入水泥漿,將孔底的水和稀漿排出,如果在孔口開(kāi)始有漿液流出,要停止注漿,并且設(shè)置止?jié){閥,持續(xù)性的灌注濃漿,最后進(jìn)行封孔工作。在頂拱封孔和水平孔封孔階段利用灌漿封孔法,保證封孔的密實(shí)度。在混凝土部位,需要利用1:1濃度漿液實(shí)現(xiàn)封孔,完成封孔工作之后,需要抹平封孔周?chē)娜樯皾{。
研發(fā)和應(yīng)用新型材料,可以促進(jìn)新型防滲技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用,當(dāng)前在水利工程中廣泛利用新型防滲技術(shù),例如可以利用化學(xué)補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)和新型復(fù)合涂抹材料等。如果水利工程所屬區(qū)域具有強(qiáng)烈的紫外線(xiàn),同時(shí)具有較強(qiáng)的光照,可以充分發(fā)揮出復(fù)合土工膜的作用,復(fù)合土工膜的主要材料包括聚氯乙烯,發(fā)揮出保護(hù)層和防滲層的作用。在工程中新型復(fù)合土工膜材料發(fā)揮著重要的作用,具有很強(qiáng)的抗腐蝕能力和抗老能力等,整體操作非常簡(jiǎn)單,具有較長(zhǎng)的生命周期,整體成本比較低,當(dāng)前主要是在水壩和水庫(kù)公眾中廣泛利用新型符合土工膜。在水利工程中,化學(xué)補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)發(fā)揮著重要的作用,主要是利用環(huán)氧樹(shù)脂材料,充分融合混凝土漿液,可以有效修復(fù)受損結(jié)構(gòu),優(yōu)化整體抗?jié)B效果。
完成工程各個(gè)施工環(huán)節(jié)之后,施工需要及時(shí)整理施工資料,并且需要向監(jiān)理部門(mén)遞交整理后的資料,專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人檢測(cè)灌漿質(zhì)量。完成灌漿工作的3d天之后,施工單位需要檢查灌漿回填孔的狀態(tài),根據(jù)由上至下的方式實(shí)驗(yàn)鉆孔壓漿,利用單孔注漿試驗(yàn)進(jìn)行檢查。在檢查孔內(nèi)植入2:1比例的水泥漿,根據(jù)灌漿壓力,在前期10min范圍內(nèi)控制注入量在10L以?xún)?nèi),否則需要進(jìn)行補(bǔ)償措施,最后需要檢查最終灌漿和封孔工作。
固結(jié)灌漿檢查孔檢測(cè)工作和回填灌漿檢查具有相似性,通常是在工程灌漿完成3d之后進(jìn)行相關(guān)工作,施工單位需要及時(shí)整理施工資料,安排專(zhuān)業(yè)人員開(kāi)展檢測(cè)工作,保障檢測(cè)孔孔數(shù)大于灌漿孔的5%。在常規(guī)壓水試驗(yàn)階段可以利用單點(diǎn)法,同時(shí)需要利用巖體聲波測(cè)試,保障試驗(yàn)孔壓水的透水率在3Lu以?xún)?nèi)。
檢查灌漿孔在5%以上,合理設(shè)置檢查孔,優(yōu)化防滲設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),在水工隧洞灌漿基礎(chǔ)防滲處理階段落實(shí)施工設(shè)計(jì)規(guī)范指標(biāo)。
結(jié)合水利工程防滲技術(shù)效果,分析回填灌漿施工和固結(jié)灌漿施工的資料,滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)范指標(biāo)的灌漿要求,這樣才可以在隧洞灌漿施工中利用基礎(chǔ)防滲處理基礎(chǔ),滿(mǎn)足工程防滲處理的各項(xiàng)工作技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
為了優(yōu)化水工隧洞性能,需要合理利用水工隧洞灌漿基礎(chǔ)防滲處理技術(shù),結(jié)合實(shí)際情況做好施工準(zhǔn)備工作,嚴(yán)格遵守施工規(guī)范,保障整體水利工程的施工質(zhì)量。